【摘要】：混凝土剪力墻可相對經濟地組成結構抗震體系,且便于實現抗震措施。在國內外歷次破壞性地震中,為保障生命和財產安全起到了至關重要的作用。當前在抗震設防區(qū),特別是高烈度區(qū)普遍采用的混凝土剪力墻是通過其所能提供的承載能力來滿足常遇地震下承載能力極限狀態(tài)的要求,并通過變形能力保障罕遇地震作用下的防倒塌要求,這種以結構能力作為主要判據的傳統(tǒng)設計理念在本質上允許結構構件進入非線性到一定程度,并使結構特定部位在地震中率先發(fā)生破壞來耗散輸入結構的地震能量。雖然這種設計方法可以較好的控制建筑物的倒塌,但由于構件截面塑性的過度發(fā)展,往往會使建筑物產生較大的損傷,震后修復難度大,由此導致的間接損失嚴重。因此越來越多的學者開始關注并開發(fā)新的解決方案,以實現大震后結構功能的快速恢復。預應力混凝土搖擺墻是一種比較新的結構形式,其特點是墻片節(jié)點約束被釋放,且沿墻高通長布置并后張無粘結預應力筋。當發(fā)生大震時,在墻片節(jié)點處形成獨特的界面搖擺機制,通過搖擺界面的張合效應來削弱結構地震響應。有效促進了震后結構功能的快速恢復。本文設計并制作了3片后張無粘結預應力搖擺墻,以初始預應力的大小和預應力筋的數量作為主要參數,通過試驗和模擬相結合的方法,研究了預應力搖擺墻在低周反復荷載下的滯回性能,分析了結構的滯回曲線、骨架曲線、殘余變形、剛度退化、單圈耗能、累積耗能等,并對比分析了初始預應力的大小以及預應力筋的數量對上述指標的影響。結果表明:預應力混凝土搖擺墻的殘余變形小,自復位能力強,同時耗能能力較差;增大初始預應力可使預應力搖擺墻的彈性剛度增大,但對其極限承載力幾乎沒有影響;增加預應力筋的數量可使墻體的剛度和承載力都得到明顯提高;初始預應力的大小以及預應力筋的數量對預應力搖擺墻的耗能能力沒有影響。通過有限元數值模擬的方法研究了預應力混凝土搖擺墻與基礎的搖擺碰撞特性。結果表明,初始預應力的大小主要對預應力搖擺墻的振動周期產生影響;墻體的高寬比對其搖擺振動特性影響較大,高寬比較小的墻震動衰減速度明顯加快。最后本文提出了一種通過作圖法計算墻體與基礎碰撞耗能的方法。
【圖文】：

c) 彎曲破壞 d) 墻趾破碎圖 1-1 混凝土剪力墻常見的地震損傷情況.1.3 自復位搖擺墻的概念及受力特點關于搖擺結構的研究大多來自于 Housner[8]關于地震中水槽結構搖擺特性的。1960 年智利發(fā)生了 Mw9.5 級地震，此次地震造成了大量房屋倒塌，然而一槽結構由于基礎薄弱而發(fā)生了搖擺運動，因此免遭破壞。針對這類結構 Hous 1963 年建立了一個搖擺質量塊模型（圖 1-2 所示），并分析了其在不同受力狀的響應。Housner 關于搖擺結構的研究引起了各國學者的關注，搖擺結構也逐為一個熱點研究問題。20 世紀 90 年代，美日學者提出了一種新的預制裝配式結構體系——自復位體系[9]，該體系將預應力技術與裝配式結構體系相結合，，提高了傳統(tǒng)裝配式結抗震性能。研究表明，該結構體系能有效的控制結構震損，提高結構震后恢復，且具有較好的經濟效益[10-11]。

圖 1-2 搖擺質量塊模型 圖 1-3 自復位搖擺剪力墻后張預應力混凝土搖擺墻作為自復位結構的一種，其特點是在墻片與基礎之及墻片與墻片之間形成接縫，在接縫位置處無普通鋼筋貫通，僅通過施加預應方式將各結構單元約束為一個整體。當發(fā)生地震時，結構在接縫位置處產生獨界面搖擺機制，通過搖擺界面的張開與閉合來削弱結構地震響應，界面處墻體生壓應力而沒有拉應力，充分發(fā)揮了混凝土材料受壓而不受拉的特性；當地震時，在預應力和重力的共同作用下墻體將回到原來的位置。預制混凝土墻與后粘結預應力筋的結合，使得搖擺墻系統(tǒng)在經歷較大水平側移時僅產生較小的，預應力筋在設計級地震中將保持彈性，其提供的恢復力提高了搖擺墻系統(tǒng)的覆能力，與傳統(tǒng)鋼筋混凝土剪力墻相比，自復位搖擺墻的震后殘余變形小，可能力強，但同時其耗能能力有限，典型的自復位搖擺墻的結構形式如圖 1-3 所12]。2 國內外研究現狀
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU352.11;TU378

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本文編號：2621521